(57)【要約】【課題】マルチモード光伝送時の周波数応答特性劣化を抑圧する為にファイバの曲げ等を利用したモードフィルタを使用すると、雑音・歪特性が劣化していた。【解決手段】伝送信号と重畳信号が多重された信号により変調された光信号を送出する光送信部と、光送信部から送出された光信号を複数のモードにより伝送するマルチモード光伝送路と、マルチモード光伝送路を伝搬する複数のモードのうち、特定の１つのモードを抽出するモードフィルタと、マルチモード光伝送路とモードフィルタを経由して光信号を電気信号に変換する光受信部とを備え、さらに伝送信号の周波数に応じてモードフィルタを使用するかあるいは使用しないかを選択することで、マルチモード伝送時の周波数応答特性、雑音特性および歪特性の劣化を最小に抑えることができる。【選択図】図１
2007135124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送信号と重畳信号が多重された信号により変調された光信号を送出する光送信部と、
前記光送信部から送出された光信号を複数のモードにより伝送するマルチモード光伝送路と、
前記マルチモード光伝送路を伝搬する複数のモードのうち、特定の１つのモードを抽出するモードフィルタと、
前記マルチモード光伝送路とモードフィルタを経由して光信号を電気信号に変換する光受信部とを有することを特徴とするマルチモード光伝送システム。
【請求項２】
前記伝送信号は高周波変調信号であり、前記高周波変調信号の伝送帯域と、前記重畳信号の周波数および前記重畳信号の高調波成分の周波数が重ならないことを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項３】
前記モードフィルタが前記光送信部の直後に設置され、前記モードフィルタからの出力が前記マルチモード光伝送路へ入力されることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項４】
前記マルチモード光伝送路からの出力が前記モードフィルタへ入力され、前記モードフィルタが前記マルチモード光伝送路の光受信部の直前に設置されることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項５】
前記モードフィルタが光送信部の直後および光受信部の直前の双方に設置されることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項６】
前記マルチモード光伝送路は複数のモードを伝搬する光ファイバであり、前記モードフィルタは、前記マルチモード光伝送路を構成する光ファイバのコア径と同一あるいはそれ以上のコア径を有する光ファイバであり、かつ前記光ファイバを屈曲させた形状を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項７】
前記マルチモード光伝送路は光ファイバであり、前記モードフィルタは、前記マルチモード光伝送路の一部を屈曲させたものであることを特徴とする請求項１に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項８】
伝送信号と重畳信号が多重された信号により変調された光信号を送出する光送信部と、
前記光送信部から送出された光信号を複数のモードにより伝送するマルチモード光伝送路と、
前記マルチモード光伝送路を伝搬する複数のモードのうち、特定の１つのモードを抽出するモードフィルタと、
前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号を前記モードフィルタ経由で光−電気変換した電気信号を出力するかあるいは前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま光−電気変換した電気信号を出力するかいずれかを選択する光受信選択部を有することを特徴とするマルチモード光伝送システム。
【請求項９】
前記伝送信号が周波数多重信号であり、前記光受信選択部が、前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号を前記モードフィルタ経由で光−電気変換した電気信号を出力するか、あるいは前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま光−電気変換した電気信号を出力するかいずれかを、前記周波数信号を構成する多重信号ごとに選択することを特徴とする請求項８に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１０】
前記光受信選択部は、受信した光信号を電気信号に変換する光−電気変換部と前記伝送信号に関わる伝送パラメータをモニタするモニタ部と、前記モニタ部の出力に応じて、前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をモードフィルタ経由で光−電気変換した電気信号を出力するか、あるいは前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま光−電気変換した電気信号を出力するかいずれかを決定する出力信号選択部を少なくとも有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１１】
前記伝送パラメータは、前記伝送信号の周波数であることを特徴とする請求項１０に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１２】
前記伝送パラメータは、前記伝送信号が光伝搬した距離であることを特徴とする請求項１０に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１３】
前記伝送パラメータは、前記伝送信号の信号品質であることを特徴とする請求項１０に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１４】
前記モニタ部は、前記光受信選択部へ入力する光信号をもとに伝送パラメータをモニタすることを特徴とする請求項１０に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１５】
前記モニタ部は、前記光−電気変換部から出力された電気信号をもとに伝送パラメータをモニタすることを特徴とする請求項１０に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１６】
出力信号選択部は、前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号を前記モードフィルタ経由で前記光−電気変換部へ入力するか、あるいは前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま前記光−電気変換部へ入力するかを選択する光スイッチを少なくとも具備することを特徴とする請求項８に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１７】
前記出力信号選択部は、前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号を前記モードフィルタ経由で光−電気変換した電気信号を出力するか、あるいは前記マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま光−電気変換した電気信号を出力するかを選択する電気スイッチを少なくとも具備することを特徴とする請求項１０に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１８】
前記重畳信号の周波数は前記マルチモード光伝送路の各モードの群遅延特性をもとに設定することを特徴とする請求項１または請求項８に記載のマルチモード光伝送システム。
【請求項１９】
前記群遅延特性をモニタし、群遅延情報を出力する群遅延モニタ部と、前記群遅延モニタ部から出力された群遅延情報をもとに、前記光送信部へフィードバックするフィードバック部と、前記フィードバック部から出力された群遅延情報をもとに、伝送信号の周波数を設定する周波数設定部とを具備することを特徴とする請求項１８に記載のマルチモード光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチモード光伝送路を用いた光伝送システムに関するものであり、より特定的には、マルチモード光ファイバを用いてアナログ信号を光伝送した際の伝送品質劣化を低減する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のマルチモード光ファイバを用いた光伝送システムの構成を図１３に示す（例えば、非特許文献１参照）。図１３において、電気−光変換部１００は、入力データを光信号へ変換し、マルチモード光伝送路３００へ送出する。マルチモード光伝送路３００を伝搬した光信号は、光−電気変換部２００へ入力される。光−電気変換部２００では、光信号を電気信号に変換する。ここで、通常、電気−光変換部１００にはファブリーペローレーザなどの半導体レーザが使用され、光−電気変換部２００にはＰＩＮフォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなどが使用される。
【０００３】
このようなマルチモード光ファイバを用いた光伝送システムは、マルチモード光ファイバのコア径が大きいため、光源との結合が容易であることなどから、シングルモード光ファイバを用いたシステムと比較して、安価なシステムを構築することが可能になる。このような特徴を生かして、現在では、企業内におけるＬＡＮなどの比較的短距離のシステムへ多く導入されている。
【０００４】
しかしながら、マルチモード光ファイバを用いた光伝送システムは、複数の伝搬モードが存在することにより、その伝送特性が制限される。すなわち、複数のモードを有する光信号を１つのフォトダイオード（ＰＤ）を用いて受信した場合、異なる伝搬モード同士がお互いに干渉し、モーダルノイズと呼ばれる雑音を発生する。それは、モード干渉によって生じたスペックルパターンが光ファイバのゆらぎなどにより、時間的に変動することによって引き起こされる。
【０００５】
特に、モード数が少ない場合や、光源の線幅が狭い場合は、モード間の可干渉性が高くなる為、大きな特性劣化が生じる。例として、光源に、一般的に普及している８５０ｎｍ帯面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、光伝送路に１．３μｍ帯零分散シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）を使用した場合について述べる。本組み合わせにおけるインパルス応答を図７に示す。この場合、図に示す様に、伝送モード数は２つとなる。さらに、光源とシングルモード光ファイバとの結合を考えた場合、光源には、ファーフィールドパターンがガウス分布になるシングルモードＶＣＳＥＬを使用することが望ましい。このような状況においては、光源の線幅は狭い為、モード間干渉によって、周波数応答特性および雑音特性の劣化が顕著になる。図８および図９に、８５０ｎｍ帯シングルモードＶＣＳＥＬと１．３μｍ帯ＳＭＦを用いて２モード伝送した時の周波数応答および雑音特性を示す。これらの図に示すように、２つのモードが干渉した場合、周波数応答は、周期的に落ち込みを生じ、使用可能な伝送周波数が制限される。また、モード間干渉により、雑音特性も劣化する。
【０００６】
上述のモード間干渉による周波数応答特性の劣化や雑音特性の劣化を回避する方法として、モードフィルタがある。モードフィルタは、複数の伝搬モードから単一モードを抽出し、ＰＤにおいて単一モードの光信号を受信することにより、モード間干渉を回避するものである。理想的なモードフィルタは、複数の伝搬モードから基本モードのみを抽出し、その他の高次モードを完全に阻止する。この場合、モードフィルタから出力される伝送モードは完全な単一モードとなり、図８および図９に示すような２モード伝送に伴う周波数応答特性の劣化および雑音特性の劣化は生じない。
【非特許文献１】D. R. Hjelme,and A. R. Mickelson, “ Microbending and modal noise”, Applied Optics, Vol.22, No.23, 1 December 1983, pp.3874-3879.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、現実的には完全に基本モードのみを抽出することは難しい。一例として、光ファイバを小さい半径でループ状に屈曲させた形状のモードフィルタについて考える。本構成にすると、屈曲部の曲率が小さくなるにつれて、各伝送モードの光軸に垂直な方向の伝搬定数が大きくなる為、高次モードの大部分のパワーをクラッドへ放射させることができ、ほぼ単一モードの伝送が期待できる。しかしながら、完全に高次モードの全パワーをクラッドへ放射することは難しく、導波モードとして残留する成分が存在する。一方、屈曲により基本モードの伝搬定数も高次モードと同様に変化する為、基本モードの伝搬定数が高次モードの残留成分とほぼ同じ伝搬定数となる可能性があり、その場合、それらの間でモード結合が生じ、図１０に示す様に伝送特性が劣化する。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、マルチモード光伝送時の特性劣化を抑圧する為にファイバの曲げ等を利用したモードフィルタを使用する場合に問題となる伝送特性の劣化を抑圧することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、伝送信号と重畳信号が多重された信号により変調された光信号を送出する光送信部と、光送信部から送出された光信号を複数のモードにより伝送するマルチモード光伝送路と、マルチモード光伝送路を伝搬する複数のモードのうち、特定の１つのモードを抽出するモードフィルタと、マルチモード光伝送路とモードフィルタを経由して光信号を電気信号に変換する光受信部とを有することを特徴とするマルチモード光伝送システム。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて伝送信号は高周波変調信号であり、高周波変調信号の伝送帯域と、重畳信号の周波数および重畳信号の高調波成分の周波数が重ならないことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいてモードフィルタが光送信部の直後に設置され、モードフィルタからの出力がマルチモード光伝送路へ入力されることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいてマルチモード光伝送路からの出力がモードフィルタへ入力され、モードフィルタがマルチモード光伝送路の光受信部の直前に設置されることを特徴とする。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいてモードフィルタが光送信部の直後および光受信部の直前の双方に設置されることを特徴とする。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいてマルチモード光伝送路は複数の複数モードを有する光ファイバであり、モードフィルタは、マルチモード光伝送路を構成する光ファイバのコア径と同一あるいはそれ以上のコア径を有する光ファイバであり、かつ当該光ファイバを屈曲させた形状を有することを特徴とする。
【００１５】
第７の発明は、第１の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいてマルチモード光伝送路は光ファイバであり、モードフィルタは、マルチモード光伝送路の一部を屈曲させたものであることを特徴とする。
【００１６】
第８の発明は、伝送信号と重畳信号が多重された信号により変調された光信号を送出する光送信部と、光送信部から送出された光信号を複数のモードにより伝送するマルチモード光伝送路と、マルチモード光伝送路を伝搬する複数のモードのうち、特定の１つのモードを抽出するモードフィルタと、マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をモードフィルタ経由で光−電気変換した電気信号を出力するかあるいはマルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま光−電気変換した電気信号を出力するかいずれかを選択する光受信選択部を有することを特徴とするマルチモード光伝送システム。
【００１７】
第９の発明は、第８の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて伝送信号が周波数多重信号であり、光受信選択部が、マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をモードフィルタ経由で光−電気変換した電気信号を出力するか、あるいはマルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま光−電気変換した電気信号を出力するかいずれかを、周波数多重信号を構成する信号ごとに選択することを特徴とする。
【００１８】
第１０の発明は、第８の発明あるいは。第９の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて光受信選択部は、受信した光信号を電気信号に変換する光−電気変換部と伝送信号に関わる伝送パラメータをモニタするモニタ部と、モニタ部の出力に応じて、マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をモードフィルタ経由で光−電気変換した電気信号を出力するか、あるいはマルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま光−電気変換した電気信号を出力するかいずれかを決定する出力信号選択部を少なくとも有することを特徴とする。
【００１９】
第１１の発明は、第１０の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて伝送パラメータは、伝送信号の周波数であることを特徴とする。
【００２０】
第１２の発明は、第１０の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて伝送パラメータは、伝送信号が光伝搬した距離であることを特徴とする。
【００２１】
第１３の発明は、第１０の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて伝送パラメータは、伝送信号の信号品質であることを特徴とする。
【００２２】
第１４の発明は、第１０の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいてモニタ部は、光受信選択部へ入力する光信号をもとに伝送パラメータをモニタすることを特徴とする。
【００２３】
第１５の発明は、第１０の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいてモニタ部は、光−電気変換部から出力された電気信号をもとに伝送パラメータをモニタすることを特徴とする。
【００２４】
第１６の発明は、第８の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて出力信号選択部は、マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をモードフィルタ経由で光−電気変換部へ入力するか、あるいはマルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま光−電気変換部へ入力するかを選択する光スイッチを少なくとも具備することを特徴とする。
【００２５】
第１７の発明は、第１０の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて出力信号選択部は、マルチモード光伝送路を伝搬した光信号をモードフィルタ経由で光−電気変換した電気信号を出力するか、あるいはマルチモード光伝送路を伝搬した光信号をそのまま光−電気変換した電気信号を出力するかを選択する電気スイッチを少なくとも具備することを特徴とする。
【００２６】
第１８の発明は、第１の発明および第６の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて重畳信号の周波数はマルチモード光伝送路の各モードの群遅延特性をもとに設定することを特徴とする。
【００２７】
第１９の発明は、第１８の発明におけるマルチモード光伝送システムにおいて群遅延特性をモニタし、群遅延情報を出力する群遅延モニタ部と、群遅延モニタ部から出力された群遅延情報をもとに、光送信部へフィードバックするフィードバック部と、フィードバック部から出力された群遅延情報をもとに、伝送信号の周波数を設定する周波数設定部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
上記第１の発明によれば、モード間干渉に伴う周波数応答特性劣化の改善と、モードフィルタ使用に伴う伝送特性劣化の改善を実現できる。
【００２９】
上記第２の発明によれば、重畳信号の高調波成分により、伝送信号の伝送品質が劣化することを防ぐことが出来る。
【００３０】
上記第４の発明によれば、モードフィルタによる周波数応答の改善効果を最大に得る事ができる。さらに上記第３の発明と組み合わせることで、モードフィルタ挿入に伴うモード結合による特性劣化を最小に抑える事ができる。
【００３１】
上記第５の発明によれば、モードフィルタ挿入に伴うモード結合による特性劣化を最小に抑える事ができる。
【００３２】
上記第６の発明によれば、簡易な構成でモードフィルタを実現することができる。
【００３３】
上記第７の発明によれば、簡易な構成でモードフィルタを実現することができる。
【００３４】
上記第８の発明によれば、重畳信号多重によって改善できない、モードフィルタ挿入による特性劣化を最小限に抑える事が出来る。
【００３５】
上記第９の発明によれば、周波数多重された信号に対して、重畳信号多重によって改善できない、モードフィルタ挿入による特性劣化を最小限に抑える事が出来る。
【００３６】
上記第１０の発明によれば、伝送信号のキャリアレベル、周波数などの伝送パラメータをモニタすることで、重畳信号多重によって改善できない、モードフィルタ挿入による特性劣化を最小限に抑える事が出来る。
【００３７】
上記第１６の発明によれば、光分岐部を使用する必要がない為、光−電気変換部における受光電力を最大限確保することが出来るので、良好な伝送特性を実現できる。
【００３８】
上記第１８の発明によれば、重畳信号多重による伝送特性の改善効果を最大限確保することができる。
【００３９】
上記第１９の発明によれば、マルチモード光伝送路の群遅延特性をもとに、伝送信号の周波数を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について図１から図６および図１１から図１２を用いて説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるマルチモード光伝送システムの構成を説明する図である。図１を用いて、本実施形態の構成を説明する。本実施形態では、伝送信号Ｓ１と重畳信号発生部１３０から出力された重畳信号とが合波部１２０において足し合わされる。合波部１２０より出力された電気信号は、光送信部１１０において光信号に変換され、マルチモード光伝送路３１０へ出力される。マルチモード光伝送路３１０から出力された光信号は、モードフィルタ部４１０、モードフィルタ部４１０へ入力され、モードフィルタ部４１０では、入力光信号のうち高次モードが阻止される。光受信部２０１では、モードフィルタ部４１０から出力された光信号を受信し、電気信号に変換後出力する。
【００４２】
本実施形態における特徴は、モードフィルタ部４１０および重畳信号発生部１３０を組み合わせることである。すなわち、モードフィルタ部４１０により、モード間干渉に伴う周波数応答特性の劣化を抑圧し、重畳信号発生部１３０から出力された信号を伝送信号に重畳することにより、モードフィルタにおけるモード結合による伝送特性劣化を抑圧する。
【００４３】
モードフィルタ部の構成を図１１に示す。本モードフィルタ４１１はファイバをループ状に屈曲させた構造であり、複数の伝送モードのうち、高次モードはクラッドへ放射される。又、低次モードは、高次モードの一部とモード結合を生じる。
【００４４】
モード結合による伝送劣化は、重畳信号を伝送信号に周波数多重することで抑圧する事ができる。伝送特性改善に効果的な重畳信号の周波数は、数百ＭＨｚ程度である。最も高い特性改善効果を得ることができる重畳信号の周波数は、モード結合したモード間の群遅延差をΔτ、ｎを整数とすると、（２ｎ−１）／（２×Δτ）の関係で表される。
【００４５】
上記のような実施形態によれば、モードフィルタを使用することで、マルチモード伝送における周波数応答特性の劣化を抑圧することができると共に、モードフィルタを使用したことによる伝送特性の劣化も抑圧することができる。
【００４６】
なお、上記実施形態では、モードフィルタとして光ファイバを屈曲させた構造のものについて例を示したが、光導波路を使用したモードフィルタに対しても同様の効果を得る事ができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、モードフィルタを１つ使用した場合について述べたが、光送信部の直後および光受信部の直前の２箇所モードフィルタを用いることで、高次モードの発生を最低限に抑圧する事ができるので、さらに伝送特性を改善する事ができる。すなわち、光送信部の直後へモードフィルタを挿入することで、マルチモード光伝送路へ単一モードの光信号を入力する事ができ、又、受信側で、コネクタや光ファイバの屈曲などの光伝送路中の不整合点により生じた高次モードを阻止することが出来る。
【００４８】
（実施の形態２）
第２の実施形態は、第１の実施形態における重畳信号の多重では改善する事が出来ない、モードフィルタを使用したことによる特性劣化を回避する方法である。より具体的には、伝送信号の周波数によっては、モードフィルタを使用した方が良好な特性が得られる場合と、モードフィルタを使用しない方が良好な特性が得られる場合とがある。従って、伝送信号の周波数に応じてモードフィルタを使用する場合と使用しない場合を使い分けることにより、いかなる周波数においても良好な伝送特性を得る事ができる。図２は、本発明の第２の実施形態におけるマルチモード光伝送システムの構成を説明する図である。図２を用いて、本実施形態の構成を説明する。本実施形態では、伝送信号Ｓ１と重畳信号発生部１３０から出力された重畳信号とが合波部１２０において足し合わされる。合波部１２０より出力された電気信号は、光送信部１１０において光信号に変換され、マルチモード光伝送路３１０へ出力される。マルチモード光伝送路３１０から出力された光信号は、光受信選択部２０５へ入力される。光受信選択部２０５は、光分岐部４２０、モードフィルタ部４１０、第一の光−電気変換部２１０、第二の光−電気変換部２１１、モニタ部２２０および出力信号選択部２３０を有する。マルチモード光伝送路３１０から出力された光信号は、光分岐部４２０において２つの光信号へ分割される。一方の光信号はモードフィルタ部４１０を介して第一の光−電気変換部２１０へ入力され、もう一方の光信号は、第二の光−電気変換部２１１へ直接入力される。モードフィルタ部４１０では、入力光信号のうち、基本モードおよび低次のモードが出力される。第一の光−電気変換部２１０および第二の光−電気変換部２１１では光信号を電気信号に変換し、モニタ部２２０では、出力された電気信号の周波数を検出する。出力信号選択部２３０では、検出された信号の周波数に応じていずれかの電気信号を選択して出力する。
【００４９】
以下、図４を用いてその動作を詳細に説明する。図４には、一例としてＯＦＤＭ−６４ＱＡＭ信号を２モード光伝送したときの変調精度（ＥＶＭ）を測定した結果を示す。光源には８５０ｎｍ帯面発光レーザ、光ファイバには１．３μｍ帯零分散光ファイバを用いており、重畳信号を多重して光伝送した。横軸は伝送信号の中心周波数、縦軸はＥＶＭおよび周波数応答である。図には、モードフィルタを用いた時のＥＶＭおよび、モードフィルタを用いない時のＥＶＭをそれぞれ示してある。又、モードフィルタを用いないときの周波数応答も合わせて示してある。
【００５０】
図４に示す結果より、モードフィルタを使用しない場合、モード間干渉により、特定の周波数において周波数応答が−８５ｄＢ程度まで大きく落ち込んでいる。さらに当該周波数においては、周波数応答のみならずＥＶＭも１２％程度まで劣化している。この劣化は、モードフィルタを使用することで６％程度まで改善できる。一方、周波数応答が平坦で落ち込みを生じない周波数においては、モードフィルタを使用しなくても、ＥＶＭとして４％程度確保でき、逆にモードフィルタを使用することで、ＥＶＭは６％程度まで劣化する。これらの結果から、伝送信号の周波数によって、モードフィルタを使用することでＥＶＭを改善できる場合と、ＥＶＭを改善できない場合とがあることが分かる。
【００５１】
この結果を鑑みて本実施形態では、伝送信号の周波数に応じてモードフィルタの有無を使い分ける。すなわち、モードフィルタを使用しない場合に、周波数応答が劣化する周波数においてはモードフィルタを使用し、それ以外の周波数においては、モードフィルタを使用しない。
【００５２】
上記のような実施形態によれば、重畳信号を多重するだけでは改善できない、モードフィルタ使用による伝送特性劣化を伝送周波数によらず最小限に抑える事が可能になる。
【００５３】
なお、本実施形態では、モードフィルタの使用を選択する方法として、光分岐部４２０を用いたがそれに替わる方法として、図５や図６に示す様に光スイッチ４３０を用いてもよい。このような構成にすることで、より大きな受光電力を稼ぐ事が可能になり、伝送品質を向上する事ができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、モニタ部において周波数を検出することでモードフィルタの使用可否を決定したが、周波数のかわりに、その他の伝送パラメータ（キャリアレベル、雑音レベル、歪レベル、変調精度、復調後のビットエラーレート、光伝送距離など）をモニタしても同様の効果を得る事ができる。ここで、光伝送距離のモニタは、光受信選択部２０５と光送信部１１０との間を光信号が往復する時間を測定することで実現できる。
【００５５】
なお、モニタ部は第一の光−電気変換部２１０、および第二の光−電気変換部２１１から出力された電気信号をモニタしたが、第一の光−電気変換部２１０、および第二の光−電気変換部２１１へ入力される光信号をモニタしても同様の効果を得る事ができる。より具体的には、図１２に示す様に、光信号を光分岐部４２１および４２２を用いて分岐し、第一のモニタ用光−電気変換部２１５および第二のモニタ用光−電気変換部２１６により光信号を電気信号に変換し、モニタ信号を得る。当該モニタ信号をもとにモニタ部において、伝送パラメータをモニタする。
【００５６】
なお、上記説明では、モニタ部は第一の光−電気変換部２１０および第二の光−電気変換部２１１両方から出力された電気信号をもとに伝送パラメータをモニタしたが、第一の光−電気変換部２１０あるいは第二の光−電気変換部２１１のいずれかから出力された電気信号をモニタしても同様の効果を得る事ができる。同様に、第一のモニタ用光−電気変換部２１５あるいは第二のモニタ用光−電気変換部２１６のいずれかから出力された電気信号をモニタしても同様の効果を得る事ができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施形態におけるマルチモード光伝送システムの構成を説明する図である。図３を用いて、本実施形態の構成を説明する。本実施形態では、上述の第２の実施形態と基本構成は同じであるが、伝送信号が周波数多重信号であり、第一の光−電気変換部２１０および第二の光−電気変換部２１１の出力信号を周波数多重信号の各信号成分に分離するバンドパスフィルタ２５０〜２５３を有する点が異なる。又、モニタ部２２０は各バンドパスフィルタ２５０〜２５３から出力された電気信号をモニタする。
【００５８】
本実施形態の特徴は、周波数多重された信号ごとにモードフィルタを使用するか否かを選択する点である。
【００５９】
上記のような実施形態によれば、周波数多重された信号に対しても、モードフィルタ使用に伴う伝送特性劣化を最小限に抑圧する事ができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、モニタ部において周波数を検出することでモードフィルタの使用可否を決定したが、周波数のかわりに、その他の伝送パラメータ（キャリアレベル、雑音レベル、歪レベル、変調精度、復調後のビットエラーレート、光伝送距離など）をモニタしても同様の効果を得る事ができる。
【００６１】
なお、上記説明では、モニタ部は第一の光−電気変換部２１０および第二の光−電気変換部２１１両方から出力された電気信号をもとに伝送パラメータをモニタしたが、第一の光−電気変換部２１０あるいは第二の光−電気変換部２１１のいずれかから出力された電気信号をモニタしても同様の効果を得る事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のマルチモード光伝送システムでは、モード間干渉に伴う周波数特性、雑音および歪の低減に有効である。したがって、安いコストで高品質な光伝送システムを構築することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるマルチモード光伝送システムの構成図
【図２】本発明の第２の実施形態におけるマルチモード光伝送システムの構成図
【図３】本発明の第３の実施形態におけるマルチモード光伝送システムの構成図
【図４】本発明の第２の実施形態においてモードフィルタ挿入による伝送劣化を説明する図
【図５】本発明の第２の実施形態におけるマルチモード光伝送システムの構成図
【図６】本発明の第２の実施形態におけるマルチモード光伝送システムの構成図
【図７】２モード伝送時のインパルス応答特性を説明する図
【図８】２モード伝送時の周波数応答特性の劣化を説明する図
【図９】２モード伝送時の雑音特性の劣化を説明する図
【図１０】モードフィルタ挿入に伴うモード結合による雑音特性劣化を説明する図
【図１１】本発明の第１の実施形態におけるモードフィルタの構成を説明する図
【図１２】本発明の第２の実施形態におけるマルチモード光伝送システムの構成図
【図１３】従来のマルチモード光伝送システムの構成図
【符号の説明】
【００６４】
１００    電気−光変換部
１１０    光送信部
１２０    合波部
１３０    重畳信号発生部
２００    光−電気変換部
２１０    第一の光−電気変換部
２１１    第二の光−電気変換部
２０１    光受信部
２０５    光受信選択部
２１５    第一のモニタ用光−電気変換部
２１６    第二のモニタ用光−電気変換部
２２０    モニタ部
２３０    出力信号選択部
２５０，２５１，２５２，２５３    バンドパスフィルタ
３００，３１０    マルチモード光伝送路
４１０    モードフィルタ部
４１１    モードフィルタ
４２０，４２１，４２２    光分岐部
４３０，４３１    光スイッチ
Ｓ１    伝送信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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